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1、河海大学计算机及信息工程学院（常州）课程设计报告学年学期 题 目 基于MC1496的低电平调幅器专业、学号 授课班号 学生姓名 指导教师 摘 要集成模拟乘法器性能好，外围电路结构简单，可实现振幅调制、同步检波、混频、倍频、鉴频等过程，目前在无线通信、广播电视等领域应用较多。常见的产品型号有MC1495/1496、LM1595/1596等，本次低电平调幅发射器选用常用的MC1496作为乘法器。关键词：西勒振荡器 MC1496 射极跟随器 调制II目 录摘 要第1章 已知条件及主要技术指标11.1 基本要求11.2 发挥部分11.3 主要元器件1第2章 设计方案比较和确定12.1 主振级12.2
2、缓冲级42.3 低电平调幅电路52.4 高频功率放大器6第3章 电路调试73.1 主振级73.2 缓冲级73.3 低电平调幅电路83.4 高频功率放大器8第4章 结果讨论与误差分析8第5章 总结8附录一：原理图及各元器件参数9附录二：元器件清单及使用仪器10附录三：MC1496使用说明书（英文）11参考文献13一、已知条件及主要技术指标1基本要求：载波频率在2-6MHz之间任选一频率点；载波频率稳定度优于10-3/分钟，调制度ma=30%80%可调，调制信号为1kHz正弦波。设计功率放大器，使发射功率（输出负载RL=75上的功率）P0 10mW。2发挥部分：（1）自行设计产生正弦波调制信号。3
3、.主要元器件MC1496；高频小功率晶体管9018；集成运放A741；NXO-100磁环；二、 设计方案比较和确定该低电平调幅发射器系统框图如下：其工作原理是：主振级产生一个固定频率（约2M-6M Hz）的中频信号载波，经缓冲级输出送至调制器（缓冲级可减弱后级对主振级的影响）；调制信号和载波加入到调制器，经乘法器后使高频载波按低频信号大小变化的幅度调制，经功放后输出。1. 主振级主振器就是高频振荡器，根据载波频率的高低和频率稳定度来确定电路形式。在频率稳定度要求不高的情况下，可以采用电容反馈三点式振荡电路，如克拉泼、西勒电路。频率稳定度要求高的情况下，可以采用晶体振荡器，也可以采用单片集成振荡
4、电路。经比较后选择西勒振荡电路作为此次主振级。西勒振荡电路原理图如下：（1）偏置电阻值的计算偏置电阻决定静态工作点，所以，要先确定振荡器的静态工作电流ICQ。一般小功率振荡器的静态工作电流ICQ为（14）mA，设计时可以在此范围内任取一值。根据所选晶体管型号确定电流放大系数b的值。则：由 ，确定Re，式中一般取由，确定Rc，式中取；或依据集电极直流电压，确定RC。由流过Rb2的电流 ，确定，式中。由，确定。根据以上计算出的各电阻值，选取最接近的标称电阻值。为便于调整静态工作点，实际电路中Rb1常用固定值的电阻与电位器串联。（2）振荡回路元件值的计算根据西勒振荡器的原理，C3C1，C3C2，回路
5、的振荡频率f0主要由C3、C4和L1决定，即 （2-1）而一般谐振回路的电感L与电容值之间关系取为 （2-2）由式（2-1）、（2-2）确定L1、C3、C4的值。电容C1、C2由反馈系数F=C1/C2，以及电路条件C3C1，C3C2决定。一般F取1/81/2。以上估算各电容值时，应尽量选取标称电容值。（3）旁路电容值的选取一般应使旁路电容Cb的容抗为与其并联的电阻值的1/201/10。但是，当与其并联的电阻值较大时，应当使Cb的容抗为几十欧姆甚至几欧姆。这里选取标称值。经计算后实际电路图应如下：12. 缓冲级 缓冲级通常采用射极跟随器，基本原理是利用它的输入电阻高和输出电阻低的特点，在电路中起
6、着阻抗变换的作用。其原理图如下：（1）偏置电阻值的计算射极跟随器的静态工作电流ICQ一般为（310）mA，设计时可以在此范围内任取一值。根据所选晶体管型号确定电流放大系数b的值。而Rb1、Rb2、Re值的计算方法，则与主振器中偏置电阻值的计算方法相同，请参照计算。为便于电路调整，实际电路中Re可用固定值的电阻与电位器串联。（2）级间耦合电容的选取级间耦合电容值的大小，主要由前后级之间的隔离度决定。为减小射随器对前级振荡电路的影响，耦合电容C1不能太大，一般为 pF级。而射随电路输出耦合电容C2可以取大些，如0.01mF。实际电路图如下：3. 低电平调幅电路采用集成模拟乘法器MC1496构成的调
7、幅电路，如下图所示。电路采用双电源供电方式。载波信号从10脚（UX端）输入，C3为高频旁路电容，使8脚交流接地；调制信号从1脚（UY端）输入，C4为低频旁路电容，使4脚交流接地。调幅信号从12脚单端输出。电阻R6、R7、R8、R9、R10提供静态偏置电阻，保证乘法器内部的各个晶体管工作于放大状态，阻值的选取应使得下列静态偏置电压关系式成立： （2-3） （2-4）根据器件参数要求，5脚静态偏置电流I5应小于4 mA，一般取I5=1mA，则 （2-5） 可见，在确定负电源电压VEE后，由式（2-5）可得电阻R5的值。此时由集成模拟乘法器MC1496构成的调幅电路市级电路图如下：引脚2与3之间的外
8、接负反馈电阻Re，可调节乘法器的信号增益，扩展调制信号的线性动态范围。其值增大，线性范围增大，但乘法器的增益会减小。电阻R1、R2与电位器RP组成平衡调节电路，改变RP1的值可以使乘法器输出有载波的普通调幅波或抑制载波的双边带调幅波。4.高频功率放大器丙类功率放大器通常作为末级功放以获得较大的输出功率和较高的效率，电路如下图所示。电路元件值的计算，从选择临界状态为功放工作状态开始。然后，根据所选导通角确定各分量电流以及直流功率等。 计算后功放的电路图：三、 电路调试课设开始前老师指导说调试时要逐级调试，避免连接在一起调试失败时不知道从哪里开始查错，于是我们设计电路时就将电路每级各设计为独立的一
9、级电路，这样调试时逐级调试降低了调试失败时修改的工作量，减少了调试难度。1.首先是本地震荡，由于缓冲级的射极跟随器电路较为简单，将此两级电路设计在一块电路板上，减少了电路板制作的工作量，其实际电路图如下：调试主振级时，在本地震荡输出端输出约4.06M Hz的正弦波，但是波形稍稍有些不稳定，经调节电位器后，波形正常，说明本地震荡级正常。将中间两个排针短路，在射极跟随器输出端依然得到正常的正弦波，并且幅值减小，前两级顺利完成。2.低电平调幅电路由集成模拟乘法器MC1496构成，是此次课设的关键所在，其成品图如下：第一次接通乘法器，为了验证能否使用，使用信号发生器产生稳定信号输入乘法器借口，但是输出
10、波形严重失真，经检查后确定是上图所示三个电阻阻值过大引起，又由于没有小电阻就在其两端各并联一个电阻，使阻值接近计算值，再次调试波形基本形成，但是存在失真，调节输入信号的幅值及电位器大小后，波形稳定，乘法器成功完成。3.由于时间紧迫，功放级借鉴同学的原理图，电路板如下（磁环已剪去）：输入端直接接信号发生器产生信号时，输出端可得到明显放大，此级成功。4. 整机调试。将各级正确连接，接通电源后在示波器上并未得到理想波形，依次调节电位器，最终得到DSB调幅波。至此，此次课设成功完成。四、 结果讨论与误差分析按照设计，最终应该得到AM调幅波，但是最终得到为DSB调幅波，应该是主振级电阻阻值或电容值设置不
11、当引起的。五、 总结课程设计作为一门实践课，补充了理论课的不足，让我们在理论的基础上触摸实践，在实践中碰到问题，用理论知识寻找错误并改正错误。通过课设，我们对调幅的整个过程有了更加深刻的认识和体会，对于高频学习的理论知识也是再一次的强化。同时，课设对我们的动手能力也有很大的要求，并进一步强化了我们的动手能力。遇到错误、寻找错误、改正错误。附录一：原理图及各元器件参数图一：主振级、缓冲级图二：乘法器MC1496图三：功率放大附录二：元器件清单及使用仪器类型规格数量电位器1031电位器5031电位器1042电阻20K1电阻10K1电阻7.8K1电阻6.8K1电阻4.3K2电阻2K1电阻1K6电阻1006电解电容10F1电容0.01F1电容1000pF2电容100pF2电容2234电容1042电感10 UH2三极管90183MC14961排针若干使用仪器: 信号发生器、稳压电源、示波器参考文献：1朱昌平，高频电子线路实践教程，机械工业出版社，20102模拟乘法MC1496 http:/ 谢自美. 电子线路设计实验测试（第二版）.武汉：华中科技大学出版社，2000
